УДК 504.06 : 628.3/4.

Экология /Экологические и метеорологические проб­лемы  больших городов и промышленных зон.

К.б.н. Чачина С. Б.

Омский государственный технический университет, Россия

 

Использование высших водных растений валлиснерия спиралевидная - Vallisneria spiralis, пистия, или водяной салат -Pistia stratiotes , ряска малая – Lemna minor для доочистки    канализационных сточных вод

 

Изучена аккумуляционная способность высших водных растений – пистии, ряски малой, валлиснерии спиралевидной. Впервые проведена сравнительная характеристика высших водных растений по способности извлекать из сточных вод и аккумулировать фосфаты, соединения азота, СПАВ, сульфаты и нефтепродукты и металлы. Данные исследований могут применяться для создания биологических прудов и использования для доочистки  городских и промышленных сточных вод высших водных растений.

      Одним из способов доочистки сточных вод от биогенных веществ является использование высшей водной растительности (ВВР) – макрофитов (тростник, камыш, уруть, ряска).  Способность ВВР к накоплению, утилизации, трансформации многих загрязняющих веществ делает их незаменимыми в общем процессе самоочищения водоёмов [1].

Все это определило основную цель исследования: изучить способность высших водных растений  аккумулировать нитраты, нитриты, аммиак, фосфаты, соединения азота, СПАВ, ХПК, и нефтепродукты, железо, цинк, медь, хрома, алюминий из городских сточных вод.

Научная новизна работы. Впервые изучена аккумуляционная способности  и проведено сравнение  эффективности  высших водных растений пистии, ряски малой, валлиснерии спиралевидной в качестве методов доочистки канализационных сточных вод.

Практическое значение.

Выявлен видовой состав высших водных растений, перспективных для доочистки городских сточных вод ОАО «ОмскВодоканал».

Материал и методы исследования. Объектами исследования являлись высшие водные растения, способные аккумулировать токсичные соединения: валлиснерия спиралевидная - Vallisneria spiralis, пистия, или водяной салат -Pistia stratiotes , ряска малая – Lemna minor.

Исследования проводились в период с 2011 по 2012 г. В процессе исследований изучалась эффективность методов очистки городских канализационных стоков на ОСК ОАО «ОмскВодоканал» и методов доочистки с использованием высших водных растений – пистии, валлиснерии, ряски. Процесс контролировали по следующим показателям: рН, содержанию взвешенных веществ, сухого остатка, содержанию фосфатов (фосфо­ра),  фенола, азота общего, азота аммонийного, ХПК, БПК, хлора, СПАВ, нефтепродуктов.  Показатели определяли по утвержденным методикам.

       Была проведена оценка эффективности доочистки сточных вод ОАО «ОмскВодоканал» с использованием пистии, валлиснерии, ряски по физическим показателям. Нами было отобрано 5 проб сточных вод с  ОАО «ОмскВодоканал»: 1 -Вход в канализацию, 2 - выход с механической очистки, 3 - выход с отстойников после механической очистки, 4 - выход с биологической очистки, 5 - после фильтрации. Для сравнения с выше указанным методом фильтрации нами предложены методы доочистки (фильтрации) – доочистка сточных вод водными растениями валлиснерия (проба № 6), пистия (проба № 7) и ряска (проба № 8). Растения выдерживали в течение 5-7 дней в сточных водах, взятых со стадии фильтрации.

ХПК определяли фотометрическим методом, БПК - йодометрическим методом,  хлориды и сульфаты -  титриметрическим методом,  нефтепродукты экстрагировали из воды четыреххлористым углеродом, отделяли нефтепродукты от сопутствующих органических соединений других классов на колонке, заполненной оксидом алюминия, и измеряли массовую концентрацию нефтепродуктов методом ИК - спектрометрии. Определение фенолов проводили  экстракционно-фотометрическим методом после отгонки с паром. Содержание нитратов и нитритов определяли фотометрическим методом. Определение фосфат-ионов и фосфорсодержащих соединений проводилось фотоколориметрическим методом.

Обсуждение результатов.

Данные по физическим показателям представлены в таблице 1.

Эффективность очистки сточных вод от взвешенных веществ после доочистки валлиснерией – 94,99%, пистией – 96,05%, ряской – 95,87%..    Эффективность очистки сточных вод от сухого остатка, после доочистки валлиснерией – 67,89%, пистией – 96,05%, ряской – 71,34%. Наиболее эффективна пистия.

 Эффективность очистки сточных вод от содержания фосфат ионов, после доочистки водными растениями: валлиснерией – 86,15%, пистией-96,73%, ряской  – 96,73%  Растения  пистия и ряска обладают одинаковой адсорбционной способностью к фосфатам. Содержание жиров после доочистки водными растениями: валлиснерия – 0,6мг/л, пистией – 0,2мг/л, ряской – 0,3мг/л. По отношению к аммонию, СПАВ, нефтепродуктам и общему фосфору растения обладают одинаково высокой эффективностью.

Эффективность очистки сточных вод от содержания азота, после доочистки водными растениями: валлиснерией – 96,85%, пистией - 97,05%,  ряской  – 97,30% . Эффективность очистки сточных вод от содержания СПАВ, после доочистки водными растениями: валлиснерией – 97,67%, пистией – 98,11%,  ряской – 97,89%. Эффективность очистки сточных вод от нефтепродуктов, после доочистки водными растениями: валлиснерией  – 98,64%, пистией – 98,56%, ряской –98,26%. 

Содержание ХПК после проведенной нами доочистки  водными растениями: валлиснерией – 23,5мг/л, пистией – 27,1мг/л, ряской – 33,1мг/л. Эффективность очистки после доочистки водными растениями: валлиснерией –94,79%, пистией – 94,00%,  ряской –92,67%.  Эффективность очистки сточных вод от содержания железа, после доочистки водными растениями: валлиснерией – 90,55%, пистией – 89,86%, ряской –90,27%. Эффективность очистки сточных вод от содержания цинка, после доочистки водными растениями: валлиснерией– 91,91%, пистией – 91,18%, ряской – 91,91%. Эффективность очистки сточных вод от содержания алюминия, после доочистки водными растениями: валлиснерией – 86,01%, пистией – 85,78%,  ряской – 86,70%. Эффективность очистки сточных вод от содержания меди, после доочистки водными растениями: валлиснерией – 86,36%, пистией - 86,36% ряской – 81,82%.  Анализ доочистки сточных вод растениями на содержание металлов выявил наибольшую сорбционную способность валлиснерии  по отношению  к Fe  и Zn, и ряски к Al и Cu, что подтверждает видовые отличия растений по способности аккумулировать токсичные вещества.

Заключение.

1. Анализ полученных данных подтверждает видовые отличия растений по способности аккумулировать токсичные вещества. Наиболее интенсивной азотопоглощающей и фосфатопоглащающей способностью среди изученных видов обладает ряска.  Аккумуляция жиров, ХПК,  алюминия, железа, цинка, меди, СПАВ и нефтепродуктов более эффективно осуществляется пистией.      Наиболее акклиматизированной к условиям Западной Сибири является ряска малая. Она быстро размножается и не требует создания специальных условий для доочистки сточных вод.

Литература:

1.          Храмцова, Т. Г, Использование макрофитов для доочистки городских сточных вод / Т. Г. Храмцова, Д. И. Стом, В. А. Выгода // Проблемы экологии. – 1995. – Вып. 2. –  С. 260–262.